DE19731703B4 - Metal halide lamp - Google Patents
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Abstract
Metallhalogenlampe, in deren mit einem Paar von Elektroden (21, 22) versehenen Leuchtröhre (10) Quecksilber, Edelgas und Metallhalogenide eingekapselt sind und die Metallhalogenide Halogenide des Dysprosiums (Dy), Yttriums (Y) sowie Cäsiums (Cs) umfassen, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis der Metalle Dy und Y in einem Bereich von 0,3 ≤ Dy/Y ≤ 1,0 liegt.Metal halide lamp, in its arc tube (10) provided with a pair of electrodes (21, 22) Mercury, noble gas and metal halides are encapsulated and the metal halides halides of dysprosium (Dy), yttrium (Y) as well as cesium (Cs), characterized in that the molar ratio of Metals Dy and Y is in a range of 0.3 ≤ Dy / Y ≤ 1.0.
Description
Die Erfindung betrifft eine Metallhalogenlampe vom Kurzbogentyp, welche für eine Lichtquelle eines Overheadprojektors, eines Direktprojektors und dergleichen verwendet wird.The The invention relates to a metal halide lamp of the short arc type, which for one Light source of an overhead projector, a direct projector and the like is used.
Als Informations-Darstellungswerkzeug ist herkömmlicherweise ein Overheadprojektor bekannt. In letzter Zeit sind jedoch auch ein Flüssigkristall-Projektor, welcher eine Flüssigkristall-Anzeige projiziert, sowie ein Direktprojektor verbreitet, der nur durch einfaches Aufsetzen eines zu projizierenden Gegenstandes auf einen Probenträger sowohl seine Farbe als auch seine Form so projizieren kann, wie er ist. Für Lichtquellen dieser Projektionsvorrichtungen werden herkömmlicherweise Halogenlampen verwendet. In letzter Zeit werden jedoch anstatt der Halogenlampen immer mehr Metallhalogenlampen vom Kurzbogentyp verwendet, weil man bei Halogenlampen die Nachteile eines häufigeren Birnenwechsels als bei Entladungslampen, einer niedrigen Lichtausbeute, einer infolge ihrer gelblichen, warmfarbigen Emission nicht ausreichenden Helligkeit der Bilder auf der Projektions-Bildfläche in einem hellen Raum und dergleichen hat.When Information display tool is conventionally an overhead projector known. Recently, however, a liquid crystal projector, which a liquid crystal display projected, as well as a direct projector spread, which only by simple Placing an object to be projected on a sample carrier both his color as well as his form can project as it is. For light sources These projection devices are conventionally halogen lamps used. Lately, however, instead of the halogen lamps More and more metal arc lamps of the short arc type are used because in halogen lamps, the disadvantages of a more frequent bulb change than in discharge lamps, a low light output, a result their yellowish, warm-colored emission insufficient brightness the images on the projection screen in one bright room and the like has.
Bei einer Metallhalogenlampe vom Kurzbogentyp werden innerhalb einer Leuchtröhre ein Paar von Elektroden mit einem Abstand von einigen Millimetern zueinander gegenüberliegend angeordnet und zusammen mit Quecksilber als Puffermetall sowie Start-Edelgas-Metallhalogenide als Emissionsmetalle eingekapselt. Die Metallhalogenide schmelzen während des Leuchtbetriebs und sind auf der Röhrenwand der Innenseite der Leuchtröhre als Flüssigkeit vorhanden, während sie teilweise als Gas verdampfen, und in einem Hochtemperaturbereich der Lichtbogenmitte in Metallatome und Halogen dissoziieren, wobei Metallelemente vom Lichtbogen angeregt werden und Spektren ausstrahlen, welche für die Metalle typisch sind.at a metal halide lamp of the short arc type are within a fluorescent tube a pair of electrodes a few millimeters apart opposite each other arranged and together with mercury as a buffer metal and starting rare gas metal halides encapsulated as emission metals. The metal halides melt while of the lighting operation and are on the tube wall of the inside of the fluorescent tube as a liquid available while partially vaporize them as gas, and in a high temperature region of Arc center dissociate into metal atoms and halogen, with metal elements be excited by the arc and emit spectra, which for the Metals are typical.
Bei einer Metallhalogenlampe verdampfen auf diese Weise Metallhalogenide. Hierbei wird deshalb ein Dampfdruck in ausreichendem Maß bei einer Temperatur erhalten, welche niedriger ist als bei Metallen. Ferner kann man eine bessere Lichtausbeute als bei einer Quecksilber-Hochdrucklampe und darüber hinaus durch eine geeignete Auswahl der einzukapselnden Metalle eine gute Farbwiedergabe erhalten.at a metal halide lamp evaporate in this way metal halides. Here, therefore, a vapor pressure sufficiently becomes at a temperature which is lower than metals. Furthermore, one can a better light output than with a high-pressure mercury lamp and above addition, by a suitable selection of the metals to be encapsulated get a good color reproduction.
Bei der vorstehend beschriebenen Projektionsvorrichtung weist der Flüssigkristall-Projektor, bei welchem als Lichtquelle eine Metallhalogenlampe verwendet wird, einen rotfarbigen Farbfilter, einen grünfarbigen Farbfilter sowie einen blaufarbigen Farbfilter auf. Durch Kombinieren des Lichtes aus der Lampe mit diesen Farbfiltern wird auf der Bildfläche eine gute Farbenreproduzierbarkeit realisiert. Bei einem OHP oder einem Direktprojektor geht jedoch das Licht aus der Metallhalogenlampe nicht durch die Filter hindurch, sondern es wird direkt projiziert. Hierbei besteht deshalb ein Bedarf an einer strengeren Farbenreproduzierbarkeit als bei einem Flüssigkristall-Projektor.at the projection device described above, the liquid crystal projector, in which a metal halide lamp is used as the light source, a red color filter, a green color filter as well a blue color filter on. By combining the light from the lamp with these color filters becomes on the picture surface a Good color reproducibility realized. With an OHP or a Direct projector, however, the light goes out of the metal halide lamp not through the filters, but it is projected directly. There is therefore a need for a stricter color reproducibility as with a liquid crystal projector.
Wenn beispielsweise eine Metallhalogenlampe, welche für eine Lichtquelle eines Flüssigkristall-Projektors häufig verwendet wird und in welcher als Emissionshalogenide Halogenide von Dysprosium, Neodym sowie Cäsium eingekapselt sind, für eine Lichtquelle eines OHPs oder eines Direktprojektors verwendet wird, nimmt bei dem Bild auf der Bildfläche der Anteil der grünen Farbe zu, auf welche man visuell empfindlich reagiert, und der Anteil der blauen Farbe nimmt ab, wodurch man den Nachteil hat, daß keine ausreichende Farbenreproduzierbarkeit erhalten werden kann.If For example, a metal halide lamp used for a light source of a liquid crystal projector often is used and in which halides as emission halides of dysprosium, neodymium and cesium are encapsulated, for one Light source of an OHP or direct projector is used, takes on the image on the scene the proportion of green color to which one is visually sensitive, and the proportion the blue color decreases, which has the disadvantage that no sufficient color reproducibility can be obtained.
Metallhalogenidlampen,
in denen auch Halogenide der selte- nen Erden wie zum Beispiel Halogenide
des Dysprosiums und Yttriums im Lampenkolben eingeschlossen sind,
werden beispielsweise in den Druckschriften
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metallhalogenlampe anzugeben, bei welcher keine Beeinträchtigung der Lichtausbeute auftritt, bei welcher eine ausgezeichnete Farbenreproduzierbarkeit erhalten wird, und welche für eine Lichtquelle eines OHPs oder eines Direktprojektors geeignet ist.Of the Invention has for its object to provide a metal halide lamp, in which no impairment the luminous efficacy occurs at which excellent color reproducibility is obtained and which for a light source of an OHP or a direct projector suitable is.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Metallhalogenlampe innerhalb einer mit einem Paar von Elektroden versehenen Leuchtröhre zusammen mit Quecksilber und Start-Edelgas Halogenide von Dysprosium (Dy), Yttrium (Y) sowie Cäsium (Cs) als Metallhalogenide eingekapselt sind, und daß das molare Verhältnis der eingekapselten Metalle von Dy zu Y auf 0,3 ≤ Dy/Y ≤ 1,0 festgelegt ist.The The object is achieved in that at a Metal halide lamp inside one with a pair of electrodes provided arc tube together with mercury and starting noble gas halides of dysprosium (Dy), yttrium (Y) and cesium (Cs) are encapsulated as metal halides, and that the molar relationship of the encapsulated metals from Dy to Y is set to 0.3 ≤ Dy / Y ≤ 1.0.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Durch eine geeignete Festlegung der Einkapselungsmengen der Halogenide von Dy und Cs kann man zwar eine Lichtquelle mit einer guten Lichtausbeute, einer guten Charakteristik der Emissionsfarbe sowie einer guten Farbwiedergabe erhalten. Die Erfinder haben jedoch beobachtet, daß Y für eine Erhöhung der Farbenreproduzierbarkeit wirksam ist, und herausgefunden, daß durch eine Einkapselung von Dy und Y in einem vorgegebenen Verhältnis der grünfarbige Anteil verringert und der blaufarbige Anteil verstärkt werden, und daß bei einer Verwendung dieser Metallhalogenlampe für eine Lichtquelle eines OHPs oder eines Direktprojektors die Farbenreproduzierbarkeit äußerst gut ist.By properly setting the amounts of encapsulation of the halides of Dy and Cs, it is possible to obtain a light source having a good luminous efficacy, a good emission color characteristic, and a good color rendition. However, the inventors have observed that Y is effective for increasing the color reproducibility, and found that by an A Encapsulation of Dy and Y in a predetermined ratio reduces the green color fraction and the blue color component is enhanced, and that when using this metal halide lamp for a light source of an OHP or a direct projector, the color reproducibility is extremely good.
Das heißt, bei einer Verwendung für eine Lichtquelle eines OHPs oder eines Direktprojektors erhöht sich die Farbenreproduzierbarkeit auf der Projektions-Bildfläche desto mehr, je kleiner der Wert des molaren Verhältnisses der eingekapselten Metalle von Dy zu Y, das heißt der Wert von Dy/Y, wird. Andererseits besteht auch die Tendenz, daß die Lichtausbeute entsprechend einer Verkleinerung des Wertes von Dy/Y geringer wird. Es ist deshalb erforderlich, daß 0,3 ≤ Dy/Y ist, um die Farbenreproduzierbarkeit zu erhöhen und gleichzeitig eine für einen praktischen Einsatz ausreichende Lichtausbeute zu erhalten. Ferner ist es als obere Grenze von Dy/Y erforderlich, daß Dy/Y ≤ 1,0 ist, um eine für einen praktischen Einsatz gute Farbenreproduzierbarkeit zu erhalten. Insgesamt kann man dadurch, daß das molare Verhältnis der eingekapselten Metalle von Dy zu Y auf 0,3 ≤ Dy/Y ≤ 1,0 festgelegt ist, sowohl eine ausgezeichnete Farbenreproduzierbarkeit als auch eine für einen praktischen Einsatz ausreichende Lichtausbeute erhalten.The is called, when used for a light source of an OHP or a direct projector increases the color reproducibility on the projection screen the more more, the smaller the value of the molar ratio of the encapsulated Metals from Dy to Y, that is the value of Dy / Y becomes. On the other hand, there is a tendency that the light output decreases as the value of Dy / Y decreases. It is therefore necessary that 0.3 ≤ Dy / Y, to increase the color reproducibility and at the same time one for a practical Use to obtain sufficient light output. It is also known as upper limit of Dy / Y requires Dy / Y ≤ 1.0 to be one for one Practical use to obtain good color reproducibility. All in all can one by the fact that the molar ratio of the encapsulated metals from Dy to Y is set to 0.3 ≦ Dy / Y ≦ 1.0, both one excellent color reproducibility as well as one for one Practical use obtained sufficient light output.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrieben. Es zeigen:following the invention with reference to an embodiment shown in the drawing further described. Show it:
Innerhalb
der Leuchtröhre
Ferner werden bei Bedarf außer den Halogeniden von Dy, Y sowie Cs weitere Emissionsmetalle eingekapselt. Vorzugsweise wird beispielsweise zumindest eines der Halogenide von Holmium, Erbium, Gadolinium, Thulium, Cer, Praseodym, Neodym und dergleichen eingekapselt, um die Farbwiedergabe zu verbessern. Zusätzlich zu den vorstehend genannten Halogeniden der seltenen Erden oder unabhängig von diesen kann zum Zweck einer Verbesserung der Farbschattierung wenigstens ein Halogenid von Lutetium oder einem anderen Metall der seltenen Erden eingekapselt werden. Man kann ferner als Halogenid ein Gemisch von Jodid und Bromid verwenden.Further Be excluded if necessary The halides of Dy, Y and Cs encapsulated more emission metals. Preferably, for example, at least one of the halides of holmium, erbium, gadolinium, thulium, cerium, praseodymium, neodymium and the like encapsulated to improve color reproduction. additionally to the abovementioned rare earth halides or independent of this may be at least for the purpose of improving color shading a halide of lutetium or another rare metal Earths are encapsulated. It is also possible to use as a halide a mixture of iodide and bromide use.
Eine derartige Metallhalogenlampe vom Kurzbogentyp weist eine hohe Farbtemperatur sowie eine gute Farbwiedergabe auf. Wenn man sie als Lichtquelle eines OHPs oder eines Direktprojektors verwendet, kann man eine ausgezeichnete Far benreproduzierbarkeit und ferner eine für einen praktischen Einsatz ausreichende Lichtausbeute erhalten.A Such short arc type metal halide lamp has a high color temperature as well as a good color rendering. If you look at it as a light source an OHP or direct projector, you can use a excellent color reproducibility and also one for one Practical use obtained sufficient light output.
Nachfolgend werden Ergebnisse von Untersuchungen dargestellt, bei welchen Einflüsse von Veränderungen des molaren Verhältnisses des eingekapselten Dy zu dem eingekapselten Y auf die Farbenreproduzierbarkeit, die Lichtausbeute sowie die Farbtemperatur untersucht wurden.following results of investigations are presented, with which effects of changes the molar ratio the encapsulated Dy to the encapsulated Y on the color reproducibility, the light output and the color temperature were examined.
Als erstes wurde der Versuch im Hinblick auf die Farbenreproduzierbarkeit aufgrund der Farbwiedergabe-Auswertungsindex-Methode durchgeführt. Hierbei werden von JIS bestimmte Probefarben als Bezugsfarben bezeichnet und aufgrund der Farbdifferenz, welche bei einer Beleuchtung mittels dieses Bezugslichtes und bei einer Beleuchtung mittels einer Probelichtquelle festgestellt wird, ein Auswertungsindex der Farbwiedergabe aufgrund einer vorgegebenen Formel berechnet. Je größer der Auswertungsindex der Farbwiedergabe ist, desto kleiner ist die Farbdifferenz zwischen dem Bezugslicht und der Probelichtquelle.First, the attempt was made for color reproducibility by the color rendering evaluation index method. Here, JIS designates certain sample colors as reference colors and calculates an evaluation index of color reproduction based on a predetermined formula on the basis of the color difference which is detected when illuminated by this reference light and when illuminated by a sample light source. The larger the color rendering index, the smaller the color difference between the reference light and the sample light source.
Bei dieser Überprüfung wurden als Probefarben Probefarbe-Nr. "5", das heißt, "dunkel blau-grün", und Probefarbe-Nr. "7", das heißt "hell blau-violett", mit vorgegebenen Spektren verwendet.at this review were as sample colors Sample color no. "5", that is, "dark blue-green", and sample color no. "7", that is "light blue-violet", used with given spectra.
Das
Ergebnis wird in
Wie daraus ersichtlich wird, weist die Metallhalogenlampe bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel einen geringeren grünfarbigen Anteil mit Wellenlängen von 500 bis 550 nm und einen größeren blaufarbigen Anteil mit Wellenlängen von 450 bis 500 nm im Vergleich zu der Metallhalogenlampe bei dem Vergleichsbeispiel auf. Auch aus den Spektren wird ersichtlich, daß die Farbenreproduzierbarkeit bei der erfindungsgemäßen Metallhalogenlampe ausgezeichnet ist.As it can be seen, the metal halide lamp in the embodiment of the invention a smaller green color Share with wavelengths from 500 to 550 nm and a larger blue-colored Proportion with wavelengths of 450 to 500 nm in comparison with the metal halide lamp in the comparative example on. The spectra also show that the color reproducibility excellent in the metal halide lamp according to the invention is.
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